劉宇博

摘 要：近年來，城市軌道列車發(fā)展速度加快，軌道列車中車門系統(tǒng)是其重要組成部分之一，其工作狀態(tài)與列車的安全息息相關，文章介紹了列車車門的結構和常見的車門故障，對故障產(chǎn)生的原因做了簡要分析，并且針對這些故障簡述了包括決策樹、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和貝葉斯網(wǎng)絡3種故障診斷方法。

關鍵詞：車門系統(tǒng) 決策樹 人工神經(jīng)網(wǎng)絡 貝葉斯網(wǎng)絡 故障診斷

中圖分類號：U279 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0083-02

現(xiàn)在社會進入現(xiàn)代化發(fā)展格局，城鎮(zhèn)化發(fā)展速度加快，城市人口數(shù)目增加，城市交通工具也發(fā)展加快，尤其是軌道列車。軌道列車是一種速度快、容量大的交通工具，其最大運行范圍可以貫穿中國。在城市中，軌道列車現(xiàn)在成為人們出行的首選交通工具，其發(fā)展情況與城市經(jīng)濟發(fā)展情況成正比，并且軌道列車對于緩解城市交通擁堵和污染問題有較大的幫助，為市民出行提供了很大的便利?，F(xiàn)在人們對于軌道列車的要求越來越高，促使軌道列車的功能和組成結構逐漸完善。軌道列車結構中，作為重要組成部分的車門系統(tǒng)對列車運行安全性影響較大。車門系統(tǒng)出現(xiàn)故障的種類較多，因此如何診斷車門故障對于提高列車運行效率有重要的意義。

1 車門系統(tǒng)

現(xiàn)如今的車門系統(tǒng)根據(jù)驅動系統(tǒng)的不同可以分為氣動式車門和電動式車門兩大類，根據(jù)車門系統(tǒng)安裝的位置不同，又可以將車門系統(tǒng)分為內(nèi)藏門、塞拉門和外掛門3種。具體來講，氣動式車門使用氣缸提供動力，電動式車門使用直流或交流電源提供驅動力；內(nèi)藏門可以使用氣缸系統(tǒng)，還可以使用電動系統(tǒng)，其葉門內(nèi)藏在軌道列車外側墻和內(nèi)部裝飾板之間；塞拉門主要使用電動式驅動系統(tǒng)，葉門在關閉時與列車在側墻處于同一平面上，打開時緊貼在側墻；外掛門使用螺母機械傳動機構，并使用電動驅動系統(tǒng)，其位于外側墻的內(nèi)側面，葉門連接有車門懸掛系統(tǒng)，位于車體側墻的外面。

2 車門故障及產(chǎn)生原因分析

城市軌道列車運行的距離較短，并且經(jīng)過的站臺數(shù)目多，車門不停地開關，容易使列車車門的控制機械元件磨損，出現(xiàn)故障的頻率大大提高，其故障程度由車門開、關門遲鈍，列車站臺停留時間延長，到車門不能正常打開，困住乘客，危害市民人身安全依次遞增。從近些年軌道列車車門出現(xiàn)問題的情況來看，可以將問題分為兩類：一類是電器故障，主要出現(xiàn)在電子門控單元、電源、車門制動器、車門電機、門外部指示燈、繼電器等位置，影響車門開關，例如，廣州地鐵3號線列車因為受到外界信號的干擾，使得車門開關控制系統(tǒng)接收信息不及時，延緩車門開關時間，并且關門引起信號傳輸中斷，電流瞬時增大，電機控制中斷，影響列車運行；此外，列車經(jīng)常進行清洗，對于車體外部的清洗一般是使用高壓水槍沖擊污垢，但是因為車門外部指示燈安裝結構設計不合理，使得在清洗過程中難免會浸入水漬，損壞指示燈，造成輕度損壞，加上門控繼電器長期使用使得觸點之間的接觸電阻增大，影響通電時電流傳輸，提高繼電器故障出現(xiàn)頻率，降低車門控制的有效性和列車運行安全性。另一類就是機械故障，其主要是由車門部件擠壓變形、尺寸不合適等硬件條件不合理引起的，并且車門不停開關會加速機械故障出現(xiàn)頻率。不可忽視的是在節(jié)假日等客流量高峰時期，人們上車擠擠攘攘，很多人擠在車門位置，容易使列車門變形，降低工作效率，還有車門因為受到各種各樣信號干擾，影響設備車門開關位置。

3 故障診斷方法

城市軌道列車在運行中會因為各種因素而出現(xiàn)故障，當列車出現(xiàn)故障時會有不同的信息反饋到主機，當車門系統(tǒng)發(fā)生故障時，技術人員通過搜索、分析和采用合適的診斷方法確定車門系統(tǒng)異常運行的原因?，F(xiàn)在技術人員通過實際操作和研究，已經(jīng)獲得多種車門系統(tǒng)故障診斷方法，該文將簡要分析包括決策樹診斷方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡診斷方法和貝葉斯網(wǎng)絡診斷方法在內(nèi)的3種車門系統(tǒng)故障診斷方法。

3.1 決策樹診斷方法

決策樹故障診斷方法是一種采用畫樹狀圖的方式將故障根據(jù)對象特征不同進行分類，或者以故障的屬性作為節(jié)點繪制決策集合圖，這些決策是利用信息論原理對故障對象進行分析和回歸產(chǎn)生的。具體操作是首先收集某一地區(qū)軌道列車運行故障歷史，其次是采用決策樹算法和粗糙理論結合將車門系統(tǒng)故障表進行簡化，并對相應的故障進行分析，按照嚴重程度進行分類，通過實踐探索確定每類故障現(xiàn)在最優(yōu)的解決方案，最終繪制決策樹，并且故障決策樹法還可以對車門系統(tǒng)的可靠性進行分析，因此將故障決策樹法運用到車門系統(tǒng)故障診斷能夠對數(shù)據(jù)進行有條理地分析，便于技術人員使用。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡診斷方法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡是由神經(jīng)元相互連接而構成的高度并行的非線性系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以學習、組織信息、處理信息、拓展思考且容錯性強，該系統(tǒng)經(jīng)常用于預測控制、模式識別、非線性逼近等領域。該系統(tǒng)不需要對其進行特別嚴厲且死板的訓練，將該系統(tǒng)使用于車門系統(tǒng)故障診斷時，先要將以往典型故障事件輸入該系統(tǒng)或者以此訓練該系統(tǒng)的靈敏度，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，準確測定車門開關過程中位移軌跡和速度曲線，制作對應的模型，不斷模擬各種故障出現(xiàn)時的情況，記錄數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)能夠在實際操作中快速診斷故障。

3.3 貝葉斯網(wǎng)絡診斷方法

貝葉斯網(wǎng)絡是一種圖形化概率模型，可以使用故障中出現(xiàn)的各種定量信息和定性信息，還能夠將故障出現(xiàn)前信息與故障信息結合起來使用，現(xiàn)有的信息不完整對故障診斷的影響不大，能較為準確地分析故障出現(xiàn)概率。貝葉斯網(wǎng)絡主要用于系統(tǒng)復雜、故障原因眾多的分析，該方法能夠從眾多信息中選取有用信息支持其故障發(fā)生概率分析。在車門故障分析過程中，先要將收集到的數(shù)據(jù)進行分析，使用故障樹將信息進行分類和歸納，形成各種子系統(tǒng)，其中包括故障、故障起因、故障決策等，將這些子系統(tǒng)輸入到貝葉斯網(wǎng)絡系統(tǒng)中，即可使該系統(tǒng)用于車門故障診斷。

4 結語

車門系統(tǒng)的安全性對于軌道列車安全運行有著重要的影響，該文筆者把車門系統(tǒng)故障分為電器故障和機械故障兩類進行介紹，并分析了故障出現(xiàn)的原因，和提出故障樹診斷方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡診斷方法和貝葉斯網(wǎng)絡診斷方法3種故障診斷方法，為列車車門故障診斷提供了方法依據(jù)。

參考文獻

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